【文献解读】Nature Communications：高通量且纠错的Nanopore单细胞转录组测序

                简介                 

标题：High throughput error corrected Nanopore single cell transcriptome sequencing 高通量且纠错的Nanopore单细胞转录组测序

杂志：Nature Communications

影响因子：12.12

发表时间：2020年8月12日

解读：章小鱼

编辑：很跩的土豆

导读：基于微滴（droplet）的高通量单细胞测序技术极大地提高了我们对细胞间异质性的认识。但是，这些方法仅允许在短片段测序后分析转录物的一个末端，却丢失了关于剪接和序列异质性的信息。为了克服此限制，最近引入了几种使用长片段测序的方法。然而，这些技术受到低测序深度和/或唯一分子标识符（UMI）缺乏或不正确分配的限制。本文引入了一种名为ScNaUmi-seq的方法，该方法将Oxford Nanopore高通量测序与准确细胞条形码（barcode）和UMI分配策略相结合。UMI引导的纠错功能可在高测序深度下使用10x Genomics单细胞分离系统生成高精度的全长序列信息。我们分析了胎鼠脑组织转录本isoform的多样性，并证明ScNaUmi-seq可在单个细胞水平上定义剪接和SNVs（RNA编辑）。

                正文                 

1.    将细胞条形码和独特分子标识符分配给Nanopore reads

图1 细胞条形码（CellBC）和独特分子标识符（UMI）分配的效率和准确性  

a, CellBC和UMI的分配策略. b, 对8个PromethION 序列进行cellBC 和UMI鉴别的效率. c, Illumina和Nanopore数据的UMI测序深度. d, cellBC和UMI分配的准确性. e cellBC和UMI分配的编辑距离分布.

图2 Nanopore长片段和短片段scRNA-seq的比较

a, 使用Illumina和Nanopore对两组（190个和951个）细胞进行测序分析后获取的基因数. a, 使用Illumina和Nanopore对两组（190个和951个）细胞进行测序分析后获取的UMIs数. c，每个细胞的Illumina和Nanopore测序数据之间的基因表达相关性. d，1121细胞（190和951细胞数据集的集合）Illumina 测序获取的isoform表达的t-SNE图. e，1121细胞的Nanopore 测序获取的isoform表达情况.

2.    全长E18小鼠脑转录组中转录亚型的鉴定

图3 Nanopore scRNA-seq揭示了转录组isoform多样性 

a-c 神经元成熟过程中Clta isoform的表达转换，及其相应的t-SNE可视化图（d）. e 已知Ensembl Clta 转录本isoform在大脑的不同细胞类型中的相对表达

3. ScNaUmi-seq可以检测SNV

图4 Nanopore scRNA-seq显示序列多样性

a，Gria2的主要剪切变异体. b，局部放大后的R/G A->I 编辑位点. c，Q/R和R/G编辑； d，在神经元成熟期间，R/G位点A->I扩展的增加.

总结：ScNaUmi-seq很容易被加到标准的单细胞测序工作流程中，并且应该有助于RNA剪接、编辑和基因组印迹进行高通量单细胞研究。我们预期它将在细胞生物学和肿瘤异质性研究等生物学和医学研究中有较大的应用。

                参考                 

[1] Lebrigand K，Magnone V，Barbry P，et.al. High throughput error corrected Nanopore single cell transcriptome sequencing. Nat Commun.2020.11:4025. doi: 10.1038/s41467-020-17800-6

                索引                 

【往期文献】

                后记                 

随着测序技术的不断发展，科学研究进入了数据井喷的时代。然而，测序样本的处理流程、测序数据的分析流程甚至是数据分析过程中的数据库搭建问题，都给测序技术的普及化设置了壁垒，严重阻碍了该项技术向广大科研工作者中推广。此外，基于长读长的三代测序技术的发展更是引入了一套完全有别于二代测序数据处理的分析流程，为了让更多学者认识三代测序、在科学研究中用好三代测序，本公众号应运而生。期待与您一起学习、成长。

^_^ 边学习，边分享，每天进步一点点 ^_^